一种燃烧器装置

未命名 10-08 阅读:78 评论:0


1.本发明涉及核燃料设备技术领域,具体涉及一种燃烧器装置。


背景技术:

2.在核燃料循环体系中,经过萃取纯化后得到硝酸铀酰溶液,为便于加工成金属铀或其他的铀化合物形式,可以将硝酸铀酰转化为铀的氧化物。干法脱硝工艺在试剂消耗、废液产生、运行费用、尾气处理等方面都有明显的优势,因此国内外均采用干法脱硝工艺将硝酸铀酰转化为uo3作为铀产品。目前干法脱硝工艺主要有流化床脱硝法和火焰脱硝法。
3.火焰脱硝法是目前较为先进的脱硝技术,其运行原理为:燃料气与助燃空气在燃烧器内燃烧形成高温气体,硝酸铀酰料液与高温气体接触,并在立式反应器中进行脱硝反应,经过脱水、分解制得uo3,火焰脱硝的优点是设备结构简单,生产过程比较经济,能够实现自动控制,且uo3颗粒的比表面积较大,有较高的反应活性。
4.其中,燃烧器是火焰脱硝系统的核心部分,目前通过燃料和外界空气接触点火燃烧,以达到脱硝反应所需的温度环境,燃烧器包括燃料腔和混合腔,将燃料腔内燃料导入混合腔,外界空气导入混合腔内进行混合,若其气体氛围和燃料氛围分布均匀性不佳,混合效率低,则会导致燃料燃烧不充分,致使火焰脱硝系统温度环境不稳定,影响到产品uo3的质量。


技术实现要素:

5.为解决上述背景技术所要解决的技术问题,本发明提供如下技术方案:
6.本发明提供了一种燃烧器装置,包括:
7.壳体,具有内腔体;
8.燃烧部件,安装于所述内腔体,所述燃烧部件上构造成型有第一进气口和第二进气口,所述燃烧部件具有燃烧腔和流通腔,所述第一进气口设置于所述燃烧腔沿燃烧部件径向的外沿,所述第二进气口设置于所述燃烧腔沿燃烧部件径向的内缘,所述流通腔和所述内腔体相连通设置,所述燃烧腔和所述内腔体通过所述第一进气口连通设置,所述流通腔和所述燃烧腔通过所述第二进气口连通设置;
9.导入部件,适于输送燃料介质,所述导入部件的输出端延伸至所述燃烧腔;
10.以及至少一个引流件,所述引流件安装在所述导入部件内,所述引流件的输出端和所述燃烧腔连通设置,所述引流件具有带动所述燃烧腔内介质围绕所述燃烧部件延伸方向回转的回流状态。
11.可选地,所述壳体还包括进口和出口;所述进口适于导入助燃气体;所述进口和所述内腔体连通设置,所述燃烧腔的输出端延伸至所述出口。
12.可选地,上述的燃烧器装置,还包括喷射元件,被配置和所述壳体可拆卸连接;所述喷射元件穿设所述流通腔内,所述喷射元件和所述燃烧部件相间隔设置,所述喷射元件的穿设端延伸至所述出口;
13.所述喷射元件包括第一通道和第二通道,所述第一通道适于输送硝酸铀酰料液,第二通道适于输送雾化气,所述第二通道套设安装于所述第一通道外,所述第一通道的输出端和所述第二通道的输出端朝向所述出口设置。
14.可选地,上述的燃烧器装置,所述喷射元件上设有螺纹导流结构,所述螺纹导流结构设置在所述第二通道内靠近所述出口的一侧,所述螺纹导流结构沿所述喷射元件的延伸方向环绕设置。
15.可选地,上述的燃烧器装置,还包括导向器,所述导向器安装于所述内腔体,所述导向器一侧和所述燃烧部件流体连接,所述导向器另一侧延伸至所述出口。
16.可选地,上述的燃烧器装置,还包括引出件,所述引出件沿所述燃烧部件的延伸轴线环形设置,所述引出件转动设置在所述导向器内靠近所述出口的一侧;
17.所述引出件的延伸平面和所述导向器的延伸轴线方向倾斜设置,倾斜角度设置为10
°‑
60
°

18.所述引出件上设有若干冷却孔,所述冷却孔成型于所述引出件外壁。
19.可选地,上述的燃烧器装置,还包括依次连通设置的料管、总管和喷管,所述料管、总管和喷管的内流道构造形成所述导入部件,所述料管和所述壳体固定相连,所述总管和所述喷管安装于所述内腔体内;所述喷管和所述引流件对应设置;和/或
20.所述燃烧部件为回转体结构,所述引流件沿所述回转体结构轴线方向环形分布。
21.可选地,上述的燃烧器装置,所述引流件具有第一输入侧和第二输入侧,所述第一输入侧和所述喷管的输出端流体连接,所述第二输入侧和所述内腔体流体连接;和/或
22.所述总管为环状结构,所述喷管的延伸方向和所述总管的径向方向垂直设置;和/或
23.所述喷管的数量设置为5-8个。
24.可选地,所述燃烧部件包括第一板体和第二板体;所述第二板体套设安装在所述第一板体内,所述第一板体和第二板体共同围合形成所述燃烧腔,所述第二板体围合形成所述流通腔,所述第一进气口穿设于所述第一板体上,所述第二进气口穿设于所述第二板体上;和/或
25.还包括点火器,被配置为和所述壳体可拆卸连接;所述点火器安装在所述引流件朝向所述燃烧腔的输出端上,所述点火器的点火端和所述引流件的输出端对应设置。
26.可选地,上述的燃烧器装置,
27.还包括第三进气口,所述第三进气口穿设所述第一板体,所述第三进气口和所述第一进气口相间隔设置,所述第三进气口和所述第一进气口沿所述第一板体的延伸轴线方向环形分布;
28.还包括第四进气口,所述第四进气口穿设于任一板体上,所述第四进气口的进气方向倾斜设置于任一板体上,位于所述第一板体的所述第四进气口和所述第一进气口沿所述第一板体延伸方向交错间隔设置;位于所述第二板体的所述第四进气口和所述第二进气口沿所述第二板体延伸方向交错间隔设置;和/或
29.多个所述第一进气口沿所述第一板体延伸方向排列设置;和/或
30.多个所述第二进气口沿所述第二板体延伸方向排列设置;和/或
31.所述第一进气口穿设的延伸方向和所述燃烧部件延伸的轴线方向垂直设置;和/

32.所述第二进气口穿设的延伸方向和所述燃烧部件延伸的轴线方向垂直设置;和/或
33.所述第一板体设有缩口段,所述缩口段的径向截面在远离所述引流件的方向上减小设置,所述缩口段上穿设若干连通所述内腔体和所述燃烧腔的进气口。
34.本发明提供的技术方案,具有如下优点:
35.1.本发明提供的燃烧器装置,包括壳体、燃烧部件、导入部件以及引流件:壳体具有内腔体;燃烧部件安装于内腔体,导入部件适于输送燃料介质,导入部件的输出端延伸至燃烧腔;引流件安装在导入部件内,燃烧部件具有燃烧腔和流通腔,燃烧部件上构造成型有第一进气口和第二进气口,第一进气口设置于燃烧腔沿燃烧部件径向的外沿,第二进气口设置于燃烧腔沿燃烧部件径向的内缘,流通腔和内腔体相连通设置,燃烧腔和内腔体通过第一进气口连通设置,流通腔和燃烧腔通过第二进气口连通设置;引流件的输出端和燃烧腔连通设置,引流件具有带动燃烧腔内介质围绕燃烧部件延伸方向回转的回流状态。
36.此结构的燃烧器装置,在燃烧部件内构建燃烧腔和流通腔,燃烧腔用于提供介质混合以及燃烧空间,通过导入部件输送燃料介质至燃烧腔,流通腔用于同内腔体、燃烧腔相连通,以向燃烧腔内分配内腔体中助燃气体进入燃烧腔,通过第一进气口将内腔体和燃烧腔连通,第二进气口将流通腔和燃烧腔连通,以将内腔体中助燃气体导入燃烧腔,有效拓展助燃气体的流通路径,从而使燃烧腔内配置充分的助燃气体氛围,通过引流件将自第一进气口和第二进气口进入燃烧腔的助燃气体以及自导入部件导入燃烧腔的燃料介质进行介质混合,第一进气口和第二进气口分别对应设置于燃烧腔沿燃烧部件径向的外沿和内缘,优化燃烧结构,以提高燃料介质和助燃气体的交汇接触范围,提高介质的混合效率,通过引流件带动燃烧腔内混合介质围绕燃烧部件延伸方向回转,以形成回流区域,从而降低燃烧腔内介质的流速,使得混合介质在回流区域稳定充分燃烧,提高燃烧效率,以获取后续火焰脱硝所需的稳定的温度环境,进而保证后续生产过程中uo3的产品质量。
37.2.本发明提供的燃烧器装置,还包括喷射元件,被配置和壳体可拆卸连接;喷射元件穿设流通腔内,喷射元件和燃烧部件间隔设置;喷射元件的穿设端延伸至出口;喷射元件包括第一通道和第二通道,第一通道适于输送硝酸铀酰料液,第二通道适于输送雾化气,第二通道套设安装于第一通道外,第一通道的输出端和第二通道的输出端朝向出口设置。
38.此结构的燃烧器装置,通过第二通道输送的雾化气将第一通道输送的硝酸铀酰料液雾化为液滴,使得喷射元件向出口流通混合的硝酸铀酰料液和雾化气,将第二通道套设安装于第一通道外,使外侧的雾化气同内侧的硝酸铀酰料液接触充分,以提高雾化效果,同时燃烧腔内导至出口的混合介质同雾化后的料液进行汇流接触反应,促进脱硝反应的进行;将喷射元件穿设流通腔内,喷射元件和燃烧部件间隔设置,通过流通腔可实现喷射元件与燃烧部件间的隔热作用,内腔体中低温的助燃气体流经流通腔传输导至燃烧腔内,燃烧部件的热量由流通的助燃气体带走,有利于保持喷射元件内的硝酸铀酰料液温度,防止料液结晶,从而保证后续脱硝反应可靠进行。
39.3.本发明提供的燃烧器装置,还包括依次连通设置的料管、总管和喷管,料管、总管和喷管的内流道构造形成导入部件,料管和壳体固定相连,总管和喷管安装于内腔体内;喷管和引流件对应设置。
40.此结构的燃烧器装置,通过料管连接外设燃料并导入燃烧器装置内,总管进行汇集燃料,保证喷管可获取充足的燃料,再由喷管分配燃料至引流件输入燃烧腔,以构建燃料在燃烧腔内的导入节点,将喷管和引流件对应设置,从而使导入燃烧腔内的燃料随引流件作用,以带动燃烧腔内混合介质进行回流运动,达到降低燃烧腔混合介质流速的目的。
41.4.本发明提供的燃烧器装置,引流件具有第一输入侧和第二输入侧,第一输入侧和喷管的输出端流体连接,第二输入侧和内腔体流体连接。
42.此结构的燃烧器装置,通过第一输入侧引入导入部件内的燃料,第二输入侧引入内腔体的助燃气体,以进行介质的预混,通过引流件和燃烧部件分阶段进气,以提高混合效率,从而为后续反应阶段作准备。
43.5.本发明提供的燃烧器装置,还包括第三进气口和第四进气口,第三进气口穿设第一板体,第三进气口和第一进气口相间隔设置,第三进气口和第一进气口沿第一板体的延伸轴线方向环形分布;第四进气口穿设于任一板体上,第四进气口的进气方向倾斜设置于任一板体上,位于第一板体的第四进气口和第一进气口沿第一板体延伸方向交错间隔设置;位于第二板体的第四进气口和第二进气口沿第二板体延伸方向交错间隔设置。
44.此结构的燃烧器装置,通过第三进气口将内腔体内低温助燃气体导入燃烧腔,进行进气掺混,第三进气口和第一进气口沿第一板体的延伸轴线方向环形分布,以促进进气混合均衡,使得燃烧腔内温度场分布均匀;第四进气口用于向燃烧腔内通入内腔体储备的低温助燃气体,第四进气口的进气方向倾斜设置于任一板体上,从而使低温助燃气体的进气流在内腔体压力作用和燃烧腔内混合介质的流向压力作用下在任一板体围合形成的燃烧腔的壁面上形成冷却气膜,进而阻挡高温混合介质直接接触于燃烧部件构成燃烧腔的壁面,大幅降低筒壁的工作温度,获取良好的冷却效果,将第四进气口同第一进气口、第二进气口对应交错间隔设置,以达到大范围的阻挡区域,加强对燃烧部件的保护作用,降低燃烧部件的工作温度,有利于提高燃烧器装置的使用寿命。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本发明的实施例中提供的燃烧器装置的结构示意图;
47.图2为本发明的实施例中提供的燃烧器装置的介质的流向示意图;
48.图3为本发明的实施例中提供的燃烧器装置的局部剖面示意图;
49.图4为本发明的实施例中提供的燃烧器装置沿燃烧部件径向平面的剖面图;
50.图5为本发明的实施例中提供的燃烧器装置中导向器和引出件的连接示意图;
51.附图标记说明:
52.1-壳体;11-内腔体;12-进口;13-出口;
53.2-燃烧部件;21-燃烧腔;22-流通腔;23-第一进气口;24-第二进气口;25-第三进气口,26-第四进气口;27-第一板体;28-第二板体;
54.3-导入部件;31-料管;32-总管;33-喷管;
55.4-引流件;
56.5-喷射元件;51-第一通道;52-第二通道;53-螺纹导流结构;
57.6-导向器;
58.7-引出件;
59.8-点火器。
具体实施方式
60.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
61.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
62.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
63.此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
64.实施例
65.本实施例提供了一种燃烧器装置,适用于火焰脱硝法获取uo3的铀产品。如图1与图2所示,燃烧器装置包括壳体1、燃烧部件2、导入部件3以及引流件4:壳体1具有内腔体11;燃烧部件2安装于内腔体11,导入部件3适于输送燃料介质,导入部件3的输出端延伸至燃烧腔21;引流件4安装在导入部件3内。燃烧部件2具有燃烧腔21和流通腔22,壳体1具有进口12和出口13;进口12适于导入助燃气体;进口12和内腔体11连通设置,燃烧腔21的输出端延伸至出口13。助燃气体可设置为空气,燃料介质设置为不限于甲烷、丙烷等的燃烧气。
66.如图1与图2所示,燃烧部件2上构造成型有第一进气口23和第二进气口24,第一进气口23设置于燃烧腔21沿燃烧部件2径向的外沿,第二进气口24设置于燃烧腔21沿燃烧部件2径向的内缘,流通腔22和内腔体11相连通设置,燃烧腔21和内腔体11通过第一进气口23连通设置,流通腔22和燃烧腔21通过第二进气口24连通设置。
67.如图2所示,燃烧部件2包括第一板体27和第二板体28;第二板体28套设安装在第一板体27内,第一板体27和第二板体28共同围合形成燃烧腔21,第二板体28围合形成流通腔22,第一进气口23穿设于第一板体27上,第二进气口24穿设于第二板体28上。在一些实施方式中,第一板体27和第二板体28一体成型设置。
68.在本实施例中,第一板体27为筒体结构,第二板体28为筒体结构,第二板体28设置在第一板体27内。第一进气口23沿第一板体27的延伸轴线方向环形分布;第二进气口24沿
第二板体28的延伸轴线方向环形分布。
69.本实施例提供的燃烧器装置,还包括第三进气口25,第三进气口25穿设第一板体27,第三进气口25和第一进气口23相间隔设置,第三进气口25和第一进气口23共同沿第一板体27的延伸轴线方向环形分布;通过第三进气口25将内腔体11内低温助燃气体导入燃烧腔21,进行进气掺混,第三进气口25和第一进气口23沿第一板体27的延伸轴线方向环形分布,以促进进气混合均衡,使得燃烧腔21内温度场分布均匀。在一些实施方式中,第三进气口25沿第一板体27的延伸轴线方向环形分布,适于将内腔体11的低温助燃气体导入燃烧腔21引流进行掺混,提高气流流通能力。
70.本实施例提供的燃烧器装置,还包括第四进气口26,如图1所示,第四进气口26穿设于任一板体上,第四进气口26的进气方向倾斜设置于任一板体上,位于第一板体27的第四进气口26和第一进气口23沿第一板体27延伸轴线方向交错间隔设置;位于第二板体28的第四进气口26和第二进气口24沿第二板体28延伸轴线方向交错间隔设置。
71.第四进气口26用于向燃烧腔21内通入内腔体11内的低温助燃气体,第四进气口26的进气方向倾斜设置于任一板体上,从而使低温助燃气体的进气流在内腔体11压力作用和燃烧腔21内混合介质的流向压力作用下在任一板体围合形成的燃烧腔21的壁面上形成冷却气膜,进而阻挡高温混合介质直接接触于燃烧部件2构成燃烧腔21的壁面,大幅降低筒壁的工作温度,获取良好的冷却效果,将第四进气口26同第一进气口23、第二进气口24对应交错间隔设置,以达到大范围的阻挡区域,加强对燃烧部件2的保护作用,降低燃烧部件2的工作温度,有利于提高燃烧器装置的使用寿命。
72.在一些实施方式中,第一进气口23沿第一板体27延伸轴线方向排列设置有多个,从而使燃烧腔21从位于燃烧部件2外侧的内腔体11通过第一进气口23引入足量的助燃气体,保证足量的助燃气体氛围。第二进气口24沿第二板体28延伸轴线方向排列设置有多个,从而使燃烧腔21从位于燃烧部件2内侧连通内腔体11的流通腔22通过第二进气口24引入足量的助燃气体,保证足量的助燃气体氛围。第一进气口23和第二进气口24的数量、邻接第一进气口23间距离以及邻接第二进气口24间距离根据设计及实际需求配置,以形成燃烧腔21有效的混合工作区域。
73.在本实施例中,对于第一进气口23和第二进气口24的尺寸不作具体限定,沿燃烧部件2径向平面分布的第一进气口23可设置为相同的口径尺寸,沿燃烧部件2轴线方向分布的第一进气口23可设置为不同的口径尺寸。同样地,第二进气口24可依据此结构设计。
74.为获取均匀性良好的出口13温度场,在引流件4朝向出口13的方位上,第一进气口23和第二进气口24沿燃烧部件2轴线方向设置为口径减小的尺寸,从而保证燃烧器出口13温度场分布均匀,有利于拓展温度调节范围,保证燃烧火焰的稳定性。
75.在一些实施方式中,第一进气口23穿设的延伸方向和燃烧部件2延伸的轴线方向垂直设置;第二进气口24穿设的延伸方向和燃烧部件2延伸的轴线方向垂直设置。通过进气口的助燃气体垂直引入燃烧腔21内,形成局部的湍流混合区域,以提高助燃气体同燃料的混合效率。
76.燃烧部件2上设有缩口段,缩口段的径向截面沿远离引流件4的方向上减小设置。缩口段有利于加强后续混合介质同雾化后料液的汇流,以促进脱硝反应过程。在一些实施方式中,缩口段可成型在第一板体27上,缩口段上穿设若干连通内腔体11的第一进气口23
和第四进气口26,通过第一进气口23和第四进气口26导入助燃气体相应进行混合作用和冷却作用。
77.在本实施例中,引流件4的输出端和燃烧腔21连通设置,引流件4具有带动燃烧腔21内介质围绕燃烧部件2延伸方向回转的回流状态。通过引流件4带动燃烧腔21内混合介质围绕燃烧部件2延伸方向回转,以形成回流区域,从而降低燃烧腔21内介质的流速,使得混合介质在回流区域稳定充分燃烧,以获取火焰脱硝所需的稳定的温度环境,进而保证后续生产过程中uo3的产品质量。
78.本实施例提供的燃烧器装置,引流件4具有第一输入侧和第二输入侧,第一输入侧和导入部件3的输出端流体连接,第二输入侧和内腔体11流体连接;通过第一输入侧引入导入部件3内的燃料,第二输入侧引入内腔体11的助燃气体,以进行介质的预混,通过引流件4和燃烧部件2分阶段进气,以提高混合效率,从而为后续反应阶段作准备。
79.为提高燃烧器稳定的工作范围,引流件4处的预混介质配置为富油状态,此处燃气当量设置为1.0-2.0。为提高燃烧效率,燃烧区域最好处于化学恰当比附近,因此通过燃烧部件2上的第一进气口23和第二进气口24分阶段引入的助燃气体,将引流件4处形成的富油预混介质调节至化学恰当比附近,从而提高燃烧器的稳定工作范围,提升燃烧效率。
80.本实施例提供的燃烧器装置,还包括点火器8,如图1所示,点火器8被配置为和壳体1可拆卸连接;点火器8安装在引流件4处,点火器8点火端和引流件4的输出端对应设置。点火器8连接于壳体1外侧壁面,连接方式可采用螺纹连接方式,以进行单独快速拆装。
81.在一些实施方式中,引流件4设置为旋流器或涡流发生器;通过引流件4引流作用燃烧腔21内混合介质,可降低燃烧部件2燃烧腔21内混合介质的流动速度,其有利于点火和火焰稳定,从而提高预混可燃气的点火边界和稳定燃烧范围。
82.在一些实施方式中,燃烧部件2为回转体结构,引流件4沿回转体结构的轴线方向环形分布。通过环形分布的引流件4共同引流作用燃烧腔21内混合介质,一方面加强介质混合均匀,有利于提高混合效率,另一方面引导混合介质进行回流,降低其流动速度,满足于设计的期望流速。
83.如图1至图4所示,燃烧器装置包括喷射元件5,被配置和壳体1可拆卸连接;喷射元件5的穿设端延伸至出口13;喷射元件5包括第一通道51和第二通道52,第一通道51适于输送硝酸铀酰料液,第二通道52适于输送雾化气,第二通道52套设安装于第一通道51外,第一通道51的输出端和第二通道52的输出端朝向出口13设置。通过第二通道52输送的雾化气将第一通道51输送的硝酸铀酰料液雾化为液滴,使得喷射元件5向出口13流通混合的硝酸铀酰料液和雾化气,将第二通道52套设安装于第一通道51外,使外侧的雾化气同内侧的硝酸铀酰料液接触充分,以提高雾化效果,同时燃烧腔21内导至出口13的混合介质同雾化后的料液进行汇流接触反应。第二通道52高转旋转输出的雾化气与第二通道52输出的硝酸铀酰料液汇流相遇,高速旋转的雾化气将硝酸铀酰料液撕碎为小液滴,其利于后续的脱硝反应,促进生成更小粒径和更大比表面积的uo3产品,雾化气压强设置为0.4mpa。
84.如图1所示,喷射元件5穿设于流通腔22内,喷射元件5和燃烧部件2相间隔设置。通过流通腔22可实现喷射元件5与燃烧部件2间的隔热作用,内腔体11中低温的助燃气体流经流通腔22传输导至燃烧腔21内,燃烧部件2的热量由流通的助燃气体带走,有利于保持喷射元件5内的硝酸铀酰料液温度,防止料液结晶,从而保证后续脱硝反应可靠进行。
85.如图1所示,喷射元件5上设有螺纹导流结构53,螺纹导流结构53设置在第二通道52内靠近出口13的一侧,通过螺纹导流结构53导流第二通道52内流通的雾化气,可使雾化气和第一通道51输送的料液在喷射元件5朝向出口13的喷出端交汇,螺纹导流结构53沿喷射元件5的延伸方向环绕设置,以将雾化气沿喷射元件5的径向区域运动,以促进雾化气同料液的充分接触,从而提高对料液的雾化效果。
86.本实施例提供的燃烧器装置,还包括导向器6,如图1和图5所示,导向器6安装于内腔体11,导向器6一侧和燃烧部件2流体连接,导向器6另一侧延伸至出口13。导向器6用于导流燃烧腔21内燃烧状态下的混合介质至出口13,再使混合介质同雾化后的料液进行汇流脱硝反应,保证反应的有效进行。
87.本实施例提供的燃烧器装置,还包括引出件7,如图1和图5所示,引出件7沿燃烧部件2的延伸轴线环形设置,引出件7转动设置在导向器6内靠近出口13的一侧;通过引出件7使得燃烧后的高温气体在出口13处产生旋流,扩大出口处高温区域,促进脱硝反应;引出件7设置为导流叶片。
88.引出件7的延伸平面和壳体1的延伸轴线方向倾斜设置,引出件7的延伸平面和壳体1的延伸轴线方向间倾斜角度设置为10
°‑
60
°
。具体倾斜角度根据设计需求配置。在导向器6输出端处配置引入轴向速度和切向速度,加强高温气体的旋流作用,其有利于扩大出口13高温区域,促进脱硝反应。
89.在一些实施方式中,引出件7上设有若干冷却孔,冷却孔成型于引出件7外壁。引出件7转动设置,冷却孔自身随引出件7旋转位移,以在引出件7外表面形成冷却气膜,可防止高温燃气直接接触引出件7壁面,降低引出件7的工作温度,有利于提高引出件7的使用寿命。
90.如图1所示,燃烧器装置还包括依次连通设置的料管31、总管32和喷管33,料管31、总管32和喷管33的内流道构造形成导入部件3,料管31和壳体1固定相连,总管32和喷管33安装于内腔体11内。通过料管31连接外设燃料并导入燃烧器装置内,总管32进行汇集燃料,保证喷管33可获取充足的燃料,再由喷管33分配燃料至引流件4输入燃烧腔21,以构建燃料在燃烧腔21内的导入节点,将喷管33和引流件4对应设置,从而使导入燃烧腔21内的燃料随引流件4作用,以带动燃烧腔21内混合介质进行回流运动,达到降低燃烧腔21混合介质流速的目的。
91.在一些实施方式中,总管32为环状结构,总管32具有沿燃烧部件2径向平面的环状截面的腔体,喷管33的延伸方向和总管32的径向方向垂直设置;喷管33的数量设置为5-8个,喷管33连接并分布于总管32朝向燃烧部件2的一侧。喷管33沿燃烧部件2的延伸轴线(延伸轴线为图1示出的燃烧部件2的上下方向)环形分布,以使燃料介质均匀地分布导入燃烧腔21内。
92.本实施例提供的燃烧器装置,在燃烧部件2内构建燃烧腔21和流通腔22,燃烧腔21用于提供介质混合以及燃烧空间,通过导入部件3输送燃料介质至燃烧腔21,流通腔22用于同内腔体11、燃烧腔21相连通,以向燃烧腔21内分配内腔体11中助燃气体进入燃烧腔21,通过第一进气口23将内腔体11和燃烧腔21连通,第二进气口24将流通腔22和燃烧腔21连通,以将内腔体11中助燃气体导入燃烧腔21,有效拓展助燃气体的流通路径,从而使燃烧腔21内配置充分的助燃气体氛围,通过引流件4将自第一进气口23和第二进气口24进入燃烧腔
21的助燃气体以及自导入部件3导入燃烧腔21的燃料介质进行介质混合,第一进气口23和第二进气口24分别对应设置于燃烧腔21沿燃烧部件2径向的外沿和内缘,优化燃烧结构,以提高燃料介质和助燃气体的交汇接触范围,提高介质的混合效率。
93.本发明提供的燃烧器装置,其使用方法如下:
94.由进口12通入助燃气体至内腔体11,助燃气体流经燃烧部件2外侧的第一进气口23进入燃烧腔21,助燃气体流经流通腔22和燃烧部件2内侧的第二进气口24进入燃烧腔21;喷射元件5中第一通道51导入硝酸铀酰料液,第二通道52导入雾化气,在喷射元件5输出端料液雾化为液滴,并随压力作用输送至出口13处,以参与脱硝反应;通过导入部件3导入燃料,引流件4预混助燃气体和燃料,以输送至燃烧腔21,通过点火器8点火引燃助燃气体和燃料,燃烧腔21内混合介质膨胀向出口13处扩散运动,流经导向器6和引出件7,形成脱硝反应稳定的温度场,在出口13处高温的混合介质同雾化后的料液汇流接触进行脱硝反应。
95.显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征:
1.一种燃烧器装置,其特征在于,包括:壳体(1),具有内腔体(11);燃烧部件(2),安装于所述内腔体(11),所述燃烧部件(2)上构造成型有第一进气口(23)和第二进气口(24),所述燃烧部件(2)具有燃烧腔(21)和流通腔(22),所述第一进气口(23)设置于所述燃烧腔(21)沿燃烧部件(2)径向的外沿,所述第二进气口(24)设置于所述燃烧腔(21)沿燃烧部件(2)径向的内缘,所述流通腔(22)和所述内腔体(11)相连通设置,所述燃烧腔(21)和所述内腔体(11)通过所述第一进气口(23)连通设置,所述流通腔(22)和所述燃烧腔(21)通过所述第二进气口(24)连通设置;导入部件(3),适于输送燃料介质,所述导入部件(3)的输出端延伸至所述燃烧腔(21);以及至少一个引流件(4),所述引流件(4)安装在所述导入部件(3)内,所述引流件(4)的输出端和所述燃烧腔(21)连通设置,所述引流件(4)具有带动所述燃烧腔(21)内介质围绕所述燃烧部件(2)延伸方向回转的回流状态。2.根据权利要求1所述的燃烧器装置,其特征在于,所述壳体(1)还包括进口(12)和出口(13);所述进口(12)适于导入助燃气体;所述进口(12)和所述内腔体(11)连通设置,所述燃烧腔(21)的输出端延伸至所述出口(13)。3.根据权利要求2所述的燃烧器装置,其特征在于,还包括喷射元件(5),被配置和所述壳体(1)可拆卸连接;所述喷射元件(5)穿设所述流通腔(22)内,所述喷射元件(5)和所述燃烧部件(2)相间隔设置,所述喷射元件(5)的穿设端延伸至所述出口(13);所述喷射元件(5)包括第一通道(51)和第二通道(52),所述第一通道(51)适于输送硝酸铀酰料液,第二通道(52)适于输送雾化气,所述第二通道(52)套设安装于所述第一通道(51)外,所述第一通道(51)的输出端和所述第二通道(52)的输出端朝向所述出口(13)设置。4.根据权利要求3所述的燃烧器装置,其特征在于,所述喷射元件(5)上设有螺纹导流结构(53),所述螺纹导流结构(53)设置在所述第二通道(52)内靠近所述出口(13)的一侧,所述螺纹导流结构(53)沿所述喷射元件(5)的延伸方向环绕设置。5.根据权利要求2所述的燃烧器装置,其特征在于,还包括导向器(6),所述导向器(6)安装于所述内腔体(11),所述导向器(6)一侧和所述燃烧部件(2)流体连接,所述导向器(6)另一侧延伸至所述出口(13)。6.根据权利要求5所述的燃烧器装置,其特征在于,还包括引出件(7),所述引出件(7)沿所述燃烧部件(2)的延伸轴线环形设置,所述引出件(7)转动设置在所述导向器(6)内靠近所述出口(13)的一侧;所述引出件(7)的延伸平面和所述壳体(1)的延伸轴线方向倾斜设置,倾斜角度设置为10
°‑
60
°
;所述引出件(7)上设有若干冷却孔,所述冷却孔成型于所述引出件(7)外壁。7.根据权利要求1所述的燃烧器装置,其特征在于,还包括依次连通设置的料管(31)、总管(32)和喷管(33),所述料管(31)、总管(32)和喷管(33)的内流道构造形成所述导入部件(3),所述料管(31)和所述壳体(1)固定相连,所述总管(32)和所述喷管(33)安装于所述内腔体(11)内;所述喷管(33)和所述引流件(4)对应设置;和/或所述燃烧部件(2)为回转体结构,所述引流件(4)沿所述回转体结构轴线方向环形分
布。8.根据权利要求7所述的燃烧器装置,其特征在于,所述引流件(4)具有第一输入侧和第二输入侧,所述第一输入侧和所述喷管(33)的输出端流体连接,所述第二输入侧和所述内腔体(11)流体连接;和/或所述总管(32)为环状结构,所述喷管(33)的延伸方向和所述总管(32)的径向方向垂直设置;和/或所述喷管(33)的数量设置为5-8个。9.根据权利要求1-8任一项所述的燃烧器装置,其特征在于,所述燃烧部件(2)包括第一板体(27)和第二板体(28);所述第二板体(28)套设安装在所述第一板体(27)内,所述第一板体(27)和第二板体(28)共同围合形成所述燃烧腔(21),所述第二板体(28)围合形成所述流通腔(22),所述第一进气口(23)穿设于所述第一板体(27)上,所述第二进气口(24)穿设于所述第二板体(28)上;和/或还包括点火器(8),被配置为和所述壳体(1)可拆卸连接;所述点火器(8)安装在所述引流件(4)朝向所述燃烧腔(21)的输出端上,所述点火器(8)的点火端和所述引流件(4)的输出端对应设置。10.根据权利要求9所述的燃烧器装置,其特征在于:还包括第三进气口(25),所述第三进气口(25)穿设所述第一板体(27),所述第三进气口(25)和所述第一进气口(23)相间隔设置,所述第三进气口(25)和所述第一进气口(23)沿所述第一板体(27)的延伸轴线方向环形分布;还包括第四进气口(26),所述第四进气口(26)穿设于任一板体上,所述第四进气口(26)的进气方向倾斜设置于任一板体上,位于所述第一板体(27)的所述第四进气口(26)和所述第一进气口(23)沿所述第一板体(27)延伸方向交错间隔设置;位于所述第二板体(28)的所述第四进气口(26)和所述第二进气口(24)沿所述第二板体(28)延伸方向交错间隔设置;和/或多个所述第一进气口(23)沿所述第一板体(27)延伸方向排列设置;和/或多个所述第二进气口(24)沿所述第二板体(28)延伸方向排列设置;和/或所述第一进气口(23)穿设的延伸方向和所述燃烧部件(2)延伸的轴线方向垂直设置;和/或所述第二进气口(24)穿设的延伸方向和所述燃烧部件(2)延伸的轴线方向垂直设置;和/或所述第一板体(27)设有缩口段,所述缩口段的径向截面在远离所述引流件(4)的方向上减小设置,所述缩口段上穿设若干连通所述内腔体(11)和所述燃烧腔(21)的进气口。

技术总结
本发明公开了一种燃烧器装置,壳体具有内腔体;燃烧部件安装于内腔体,导入部件的输出端延伸至燃烧腔;引流件安装在导入部件内,燃烧部件具有燃烧腔和流通腔,流通腔和内腔体相连通设置,燃烧腔和内腔体通过第一进气口连通设置,流通腔和燃烧腔通过第二进气口连通设置;引流件的输出端和燃烧腔连通设置。本发明通过优化燃烧结构,拓展助燃气体的流通路径,使燃烧腔内配置充分的助燃气体氛围,以提高燃料介质和助燃气体的交汇接触范围,提高了混合效率。效率。效率。


技术研发人员:马敬 王冬 纪雷鸣 林宇震 宋淼 霍伟业 李瑞 张果 赵凤静 邢运曈
受保护的技术使用者:北京航空航天大学
技术研发日:2023.07.03
技术公布日:2023/10/6
版权声明

本文仅代表作者观点,不代表航家之家立场。
本文系作者授权航家号发表,未经原创作者书面授权,任何单位或个人不得引用、复制、转载、摘编、链接或以其他任何方式复制发表。任何单位或个人在获得书面授权使用航空之家内容时,须注明作者及来源 “航空之家”。如非法使用航空之家的部分或全部内容的,航空之家将依法追究其法律责任。(航空之家官方QQ:2926969996)

航空之家 https://www.aerohome.com.cn/

飞机超市 https://mall.aerohome.com.cn/

航空资讯 https://news.aerohome.com.cn/

分享:

扫一扫在手机阅读、分享本文

相关推荐